第二节大气中污染物迁移

1、第二节第二节 大气中污染物的迁移大气中污染物的迁移n大气中污染物的迁移是指从污染源排放出来的污染物大气中污染物的迁移是指从污染源排放出来的污染物由于空气的运动使其传输和分散的过程由于空气的运动使其传输和分散的过程.n污染物的迁移过程可导致污染物浓度降低污染物的迁移过程可导致污染物浓度降低.主要内容：主要内容：n辐射逆温层辐射逆温层 n大气稳定度大气稳定度 n大气污染数学模式大气污染数学模式n 影响大气污染物迁移的因素影响大气污染物迁移的因素 一、辐射逆温层一、辐射逆温层n对流层大气的重要热源是来自地面的长波辐射，故离对流层大气的重要热源是来自地面的长波辐射，故离地面越近气温越高；离地面越远气温

2、越低。地面越近气温越高；离地面越远气温越低。n随高度升高气温的降低率称为大气垂直递减率：随高度升高气温的降低率称为大气垂直递减率：n在对流层中，在对流层中，dT/dz0，=0.6K/100m，即每升高，即每升高100m气温降低气温降低0.6。n一定条件下出现反常现象：一定条件下出现反常现象： 当当=0 时，称为等温层；时，称为等温层； 当当an 不稳定的大气：如果层结大气使气块趋于继续离开原来不稳定的大气：如果层结大气使气块趋于继续离开原来位置，则称层结是不稳定的，位置，则称层结是不稳定的，d湍涡尺度湍涡尺度 a湍涡尺度湍涡尺度气块尺度气块尺度 b气块尺度气块尺度湍涡尺度湍涡尺度 c 大气中，

3、一理想的处于平衡状态的气块，受到周围大气大气中，一理想的处于平衡状态的气块，受到周围大气温差带来的浮力作用，产生向上（或向下）的加速度运动，温差带来的浮力作用，产生向上（或向下）的加速度运动，推导可得：推导可得：不同稳定度状况下的最大混合层高度不同稳定度状况下的最大混合层高度结论：结论： 受热气块不断向上运动，直到受热气块不断向上运动，直到T与与T相等，气块与周相等，气块与周围大气达到中性平衡。这时所相应的高度，定义为对流围大气达到中性平衡。这时所相应的高度，定义为对流混合层上限，或称为最大混合层高度（混合层上限，或称为最大混合层高度（MMD)。不同稳定度状况下的最大混合层高度不同稳定度状况下

4、的最大混合层高度实线：实际大气气温随高度的递变实线：实际大气气温随高度的递变虚线：干燥气块温度随高度的变化虚线：干燥气块温度随高度的变化a图：白天，正常大图：白天，正常大气中气块沿干绝热线气中气块沿干绝热线膨胀而上升，所达到膨胀而上升，所达到的最大混合层高度；的最大混合层高度；b图：为夜间稳定大气图：为夜间稳定大气时的最大混合层高度，时的最大混合层高度，在这种情况下最大混在这种情况下最大混合层高度明显低；合层高度明显低；c图：是白天有逆图：是白天有逆温出现时的最大温出现时的最大混合层高度。混合层高度。2.天气形势与地理地势的影响天气形势与地理地势的影响天气形势对迁移扩散影响的几点说明：天气形势

5、对迁移扩散影响的几点说明： n 天气形势是指大范围气压分布的状况，局部地区的气象天气形势是指大范围气压分布的状况，局部地区的气象条件总是受天气形势的影响；条件总是受天气形势的影响；n 局部地区的扩散条件与大范围的天气形势互相关联；局部地区的扩散条件与大范围的天气形势互相关联；n 某些天气系统与区域性大气污染有密切联系，不利的天某些天气系统与区域性大气污染有密切联系，不利的天气形势和地形特征结合在一起常常可使某一地区的污染程气形势和地形特征结合在一起常常可使某一地区的污染程度加重。度加重。 在大气环流中，在北纬在大气环流中，在北纬30形成的下沉气流，常使形成的下沉气流，常使其内部气温绝热升高，形

6、成下沉逆温层。其内部气温绝热升高，形成下沉逆温层。一个例子：一个例子：n 由于不同地形地貌之间的物理性质存在着很大差异，由于不同地形地貌之间的物理性质存在着很大差异，从而引起热辐射状况在水平方向上分布不均匀；从而引起热辐射状况在水平方向上分布不均匀；n 上述热力差异在弱的天气系统条件下有可能产生局地上述热力差异在弱的天气系统条件下有可能产生局地环流。诸如海陆风、城郊风和山谷风等。环流。诸如海陆风、城郊风和山谷风等。地理地势对迁移扩散的影响地理地势对迁移扩散的影响n 海洋由于大量海水，其表面温度变化缓慢，而大陆表海洋由于大量海水，其表面温度变化缓慢，而大陆表面温度变化剧烈；面温度变化剧烈；n 受

7、地表辐射的影响，白天陆地上空的气温增加得比海面受地表辐射的影响，白天陆地上空的气温增加得比海面上空快，在海陆之间形成指向大陆的气压梯度，较冷的空上空快，在海陆之间形成指向大陆的气压梯度，较冷的空气从海洋流向大陆形成海风；气从海洋流向大陆形成海风；n 夜间情况相反，陆地上空的空气流向海洋生成陆风。夜间情况相反，陆地上空的空气流向海洋生成陆风。(1) (1) 海陆风海陆风 海陆风对空气污染的影响：海陆风对空气污染的影响：一是循环作用；处在局地环流之中的污染源，污染物有可一是循环作用；处在局地环流之中的污染源，污染物有可能循环积累达到较高的浓度，直接排人上层反向气流的污能循环积累达到较高的浓度，直接

8、排人上层反向气流的污染物，有一部分会随环流重新带回地面，提高了下层上风染物，有一部分会随环流重新带回地面，提高了下层上风向的浓度。向的浓度。二是往返作用；在海陆风转换期间，随陆风输向海洋的污二是往返作用；在海陆风转换期间，随陆风输向海洋的污染物会被发展起来的海风带回陆地。染物会被发展起来的海风带回陆地。n 在城市中心，企、事业单位和居民燃烧大量燃料，使大量在城市中心，企、事业单位和居民燃烧大量燃料，使大量热能被排入到大气中，造成市区温度比郊区高，这个现象称热能被排入到大气中，造成市区温度比郊区高，这个现象称为城市热岛效应。为城市热岛效应。(2)城郊风城郊风 n 城市热岛上暖而轻的空气上升，四周

9、郊区的冷空气向城市城市热岛上暖而轻的空气上升，四周郊区的冷空气向城市流动，便形成了城郊环流；流动，便形成了城郊环流；n 在城郊环流作用下，城市和郊区排放的烟尘等污染物被聚在城郊环流作用下，城市和郊区排放的烟尘等污染物被聚积在城市上空，形成烟幕，导致市区大气污染加剧。积在城市上空，形成烟幕，导致市区大气污染加剧。n 山谷风是山区山坡和谷地受热不均而产生的一种局山谷风是山区山坡和谷地受热不均而产生的一种局地环流；地环流；n 白天受热的山坡把热量传递给其上面的空气，使坡白天受热的山坡把热量传递给其上面的空气，使坡上空气比同高度的谷中空气温度高，比重轻，产生上上空气比同高度的谷中空气温度高，比重轻，产

10、生上升气流；同时，谷底中的冷空气沿坡爬升补充上升空升气流；同时，谷底中的冷空气沿坡爬升补充上升空气流下的空间，便形成由谷底流向山坡的气流，称为气流下的空间，便形成由谷底流向山坡的气流，称为谷风；谷风；n 夜间情况相反，山坡上的空气温度下降较谷底快，夜间情况相反，山坡上的空气温度下降较谷底快，山坡上的冷空气沿坡下滑形成山风。山坡上的冷空气沿坡下滑形成山风。(3)山谷风山谷风n 山区辐射逆温因地形作用而增强，夜间冷空气沿坡山区辐射逆温因地形作用而增强，夜间冷空气沿坡下滑，在谷底聚积，逆温发展的速度比平原快，逆温下滑，在谷底聚积，逆温发展的速度比平原快，逆温层更厚，强度更大。层更厚，强度更大。n 因地形阻挡，河谷和凹地的风速很小，更有利于逆因地形阻挡，河谷和凹地的风速很小，